大气的热力作用详解
大气热力作用原理
大气热力作用原理大气热力作用原理（AtmosphericThermalActionPrinciple）是一种重要的热学原理，它可以解释一些大气现象的形成机理，包括风和温度的变化以及地表热量的移动等。
下面我们从原理的基本概念和原理的演变，还有在实践中的应用等几个方面来详细阐述大气热力作用原理。
大气热力作用原理的基本概念是指大气中的热量从高温区流向低温区，也就是说，热量通过大气及其组成物件之间传递，从而影响大气中的风、温度和地表热量分布等现象。
这就是大气热力作用原理的基本概念。
大气热力作用原理的演变可以追溯到17世纪，当时，格里高利牛顿（G. Newton）提出了“传热现象”的观点，即在分散的物质之间可以发生热量的传递。
后来，拉瓦锡（Lavoisier）提出了温度的定义，即温度是一种物理量，用来表示物质的热力。
到19世纪，热力学的发展，使大气热力作用原理发生了巨大的变化，使得它可以更好的解释大气中现象的形成机理，其中特别是道里斯费曼（D. Fermi）和罗伯特布劳恩（R. Brown）关于热辐射的理论和实验，使人们更加清楚地认识到了大气热力作用原理。
大气热力作用原理在实践中有很多应用，如气象预报和气候趋势的预测，都依赖于大气热力作用原理。
气象预报是预测未来一段时间内大气中温度、水汽和风的变化，这一预测结果依赖于大气热力作用原理，也就是太阳热量的传递原理。
同样，气候趋势的预测也需要依赖大气热力作用原理，因为气候趋势是大气中时间尺度长（如几个月）上温度、水汽和风的变化，都基本上是受大气热力作用原理的影响。
此外，大气热力作用原理也可以用来解释一些天气现象的形成机理，如热带气旋，山地阵风，眩晕等。
总而言之，大气热力作用原理是一个非常重要的热学原理，它可以解释大气中一些现象的形成机理，且在气象预报、气候趋势预测等实践中都十分重要。
大气的热力作用
• 大气的温度结构 • 大气的热源和热量传输 • 大气的热力过程 • 大气的热力效应 • 大气的热力作用的影响
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1
大气的温度结构
气温随高度的变化
气温随高度的增加而降低
这是由于大气的密度和厚度随着高度的增加而减小，导致大气对太阳辐射的吸 收和保温作用减弱。
气温随高度的变化率
在低纬度地区，由于大气较为稠密，气温随高度的增加而降低的速度较快；而 在高纬度地区，大气较为稀薄，气温随高度的增加而降低的速度较慢。
04
大气的热力效应
对流层和平流层的温度变化
对流层温度变化
对流层是大气的最低层，其温度随高度的增加而降低，这是因为地面辐射的热量主要在对流层中传递。
平流层温度变化
平流层位于对流层之上，其温度随高度的增加而升高，这是因为平流层中的臭氧吸收太阳辐射的紫外线能量。
温室效应
温室效应定义
温室效应影响
温室效应是指大气层能够让阳光透进 来照射地面，阻止地面热量散发出去 的自然现象。
湿度的过程。
当水蒸气凝结时，它会释放潜热， 使得温度升高；当水蒸气蒸发时， 它会吸收潜热，使得温度降低。
潜热交换对于云的形成、降水、 风和气候变化等都有重要影响。
非感热交换
非感热交换是指通过分子扩散和湍流 扩散等方式，在大气中传递热量和动 量的过程。
非感热交换对于大气的稳定性和气候 变化也有重要影响，它能够影响大气 的温度和湿度分布。
臭氧层破坏原因
人类活动释放的含氯和含 氟物质是导致臭氧层破坏 的主要原因，这些物质在 大气中分解臭氧分子。
臭氧层破坏影响
臭氧层破坏对人类和生态 系统产生负面影响，如皮 肤癌、白内障、生态平衡 破坏等。
高二地理知识点：大气的热力作用
高二地理学问点：大气的热力作用高二地理学问点：大气的热力作用
大气的热力作用包括两个方面：
第一，大气对太阳辐射的减弱作用。
大气的减弱作用应特殊留意哪种作用有选择性，哪种作用没有选择性，另外大气中能够起到汲取作用、反射作用和散射作用的关键物质是什么?这种减弱作用使白天的气温不会太高，不过这种减弱作用因地而异，教材明确提出由于各地太阳高度角不同，太阳辐射经过大气的路程长短不同，被大气减弱的程度不同，到达地面的太阳辐射就会有所不同。
其次，大气的保温效应，须要明确太阳辐射、地面辐射和大气辐射三者的差别和彼此的关系。
日、地、气三种辐射的差别在于：地面的温度地域太阳，大气的温度地域地面，因此太阳辐射属于短波辐射，而地面辐射和大气辐射属于长波辐射，因此能够被大气中的二氧化碳和水汽汲取。
日、地、气三种辐射的关系在于：太阳辐射经过大气被减弱一部分后，有将近一半的太阳辐射穿过了大气到达地面，地面汲取太阳辐射后增温，同时向外辐射，将热量传递给大气，大气汲取地面辐射后增温，并向外辐射，大气辐射有两部分，一小部分向宇宙空间散失;另外一大部分向地面，称其为大气逆辐射，这部分辐射在肯定程度上补偿了地面辐射损失的热量。
总结：由以上分析可以看出，太阳辐射是地球的能量源泉，大气畅快的放进太阳辐射，使地面充分的汲取太阳辐射，并将所汲
取的能量以长波的形式辐射给大气，所以地面是大气主要的干脆热源，大气充分汲取地面长波辐射，将大部分能量以长波形式辐射给地面，从而对地面保温。
理解了大气的减弱和保温作用，就能够说明地球表面昼夜温差较小的缘由，大气对太阳辐射的减弱作用使白天的气温不会太高，大气对地面的保温效应使夜晚的气温不会太低，因此昼夜温差不会太大。
大气的热力作用
完成《5年高考》P46第9题。
三、大气的水平运动
北半球高空中的风向
1、高空中的风向与等压线平行
北半球近地面的风向
2、近地面的风向斜穿等压线
B
A
试判断上图中A地与B地的风向，并比较两地的风力大小。
三、大气的水平运动
1、高空的风：
受气压梯度力和地转偏向力共同的作用，风向平行 于等压线 2、近地面的风：
第二章
第一节
大气环境
冷热不均引起大气运动
一、大气的受热过程
太 阳 辐 射
大 气 辐 射
射向宇宙空 间 大气上界
反射
大气增温
大 气 逆 辐 射
大气吸收 散射
大气吸收地面增温来自地面一、大气的受热过程：
吸收作用 （1）大气的削弱作用： 反射作用 散射作用
（2）近地面大气（对流层）的热源来自地面辐射
（3）大气的保温作用：大气逆辐射 （4）几种辐射：太阳辐射、地面辐射、大气辐射、 大气逆辐射
请利用所学知识解释以下地理现象。 1、晴朗的天空为什么呈蓝色？ 2、为什么露水预示着晴天呢？ 3、为什么晴天的昼夜温差比阴天大？ 4、为什么在对流层气温随海拔升高而降低？
完成《5年高考》P45第6、8、10题 和P46第1、2、5题。
二、热力环流 低气压
高气压
低气压
高气压 冷却 B
低气压 受热 A
高气压 冷却 C
1、形成原因：地面冷热不均，引起气流上升或下沉运动，并导 致同一水平面产生气压的差异，进而形成了大气的水平运动。
2、等压面在高压处向上凸，在低压处向下凹。
城市热岛
城市风
海陆风
白天风由海洋吹向陆地；夜晚风由陆地吹向海洋。
海陆风使滨海地区气温日较差减小，降水增多。
高中地理知识点总结：大气的热力作用
高中地理知识点总结：大气的热力作用
1）热力环流：由于地面冷热不均而形成的空气环流，是大气运动的一种最简单的形式。
从图中可以看出，近地面等压线向低压方向（向下）弯曲，高空等压线向高压方向（向上）凸起
2）大气的水平运动—--风
影响因素：等压线越密集的地方，则风力越大（图2.10，2.11，2.12）
在单一水平气压梯度力作用下：风向垂直等压线，指向低压
风向在水平气压梯度力和地转偏向力作用下：风向与等压线平行
在三个力作用下：风向与等压线成一夹角,始终由高压指向低压方向.
高中地理知识点总结第 1 页共1 页。
大气的热力作用
B
P1 P2 P3
结论1:同一垂直位置,海拔越高气压越低
学以致用
结论2:气压高等压面向高处突,气压低等压面向低处突”高高低低”
结论3: 同一水平面上, 气流始终由高压流向低压
结论4:此处的高压与低压都是与同一水平面相比而言
结论5:同一近水地平面面，上，气温高形成低压，气温低形成高压
之间的气流方向是（ ）（甲→ 乙或乙→甲）；甲乙两地的天气 分别是：甲（阴天）乙（晴天）
海洋
(2)若该图表示的是近地面的等温
线，则甲乙两地昼夜温差较大的
是（甲）；若甲乙两地地球自转
线速度相同，则甲乙之间的风向
甲
是（ ）
A.西北风 B.东北风
C.东南风 D.西南风
等压面
陆地
a b c d 乙
例3.下图阴影 部分表示林地，空白部分表示均质裸地。若此时反
注: 1 水平气压梯度力——垂直于等压线
2 地转偏向力——与风向垂直
3 摩擦力——与风向相反
例1、下图表示海陆之间近地面的等压面的高度分情况，则此时是 （ ）（夏季、冬季）；甲海域现在的盐度（ ）（较大或较小）
例2、下图为北半球某一等值线的 垂直高度分布情况示意图
（1）、若表示的是等压线则甲乙
甲
D
A．该地区近地面为一低压槽
B．B近地面形成一个冷锋天气
C．A 近地面风向为西北风
D．此时C处近地面伴随着一次降水过程
高压
Bห้องสมุดไป่ตู้
A 高压
C
高压 西
高压 东
返回
例5.右图为等高线分布图,2008年10月8 日,我校(28°N,120°E)一地理兴趣小 组用立杆测影法测量正午太阳高度,图 示区域内A处有一学校,此时该校操场的 国旗飘向什么方向(不考虑大气环流及 地转偏向力的影响)( ) A.西北 B.东北 C.东南 D.西南
大气环境二大气的热力作用
思索
１、拉萨有“日光城”之称，为何其 昼夜温差大？ ２、赤道地域为何昼夜温差小？？
思索： 太阳辐射旳波长范围
1.太阳辐射根据波长共分为哪几种波段？
2.太阳辐射最强部分旳波长集中在哪个光区？
可见光 0.4 紫 蓝 青 绿 黄 橙 红 0.76
1.吸收作用
大气上界
1、从臭氧、二氧 化碳和水汽旳吸收 作用，可知大气吸 收具有什么特征？
选择性
高层大气 平流层 对流层
2、为何大气直接
吸收旳太阳辐射能 量是极少旳？
旳距离和太阳高度不同 D.西北地域旳光照资源丰富，但热量不丰富——主要是
海拔较高
课后作业
大气对太阳辐射旳减弱 作用体现在哪 些方面?
下垫面原因
太
阳
辐
射
84－95
29－35
20
22－32
26
10－15
14
50 7(平均) 2(赤道)
地面性质 沙土 黏土 浅色土深色土草地 耕地 新雪 冰 海洋 海洋
不同性质地面旳反射率
一般规律：颜色越浅旳物体，其反射就越强、 吸收就越弱；颜色越深旳物体，其反射就越弱、 吸收就越强。陆地表面旳反射率高于海洋。
2.有关平流层旳论述，正确旳是（ B ）
A、平流层上冷下热，大气稳定，不易形成对流 B、气温基本上不受地面影响 C、在平流层中存在一种电离层，能反射无线电波 D、平流层有利于高空飞行，与人类旳关系最为亲密
3.有时地面无线电短波通讯忽然中断，这可能是（ C ）
-大气的热力状况
－大气的热力状况
太阳辐射既能到达地球表面，也能到达月球表面，但是月球表面白天的温度可高达100℃以上，夜晚则降至－183℃。
而地球的昼夜温差要小得多，这是为什么呢？这是因为地球上有厚厚的大气层，是大气的热力状况保护我们人类和一切生命的存在，下面我们讲大气的热力状况。
2．2 大气的热力状况
一、大气的热力作用
［总结］实验证明，物体温度越高波长越短，温度越低波长越长。
所以太阳辐射为短波辐射，地面辐射、大气辐射、人体辐射等属于长波辐射。
（一）大气对太阳辐射的削弱作用
1、吸收作用
但是，对于太阳辐射中能量最强的可见光部分却吸收的很少，大部分可见光能够透过大气射到地面上。
2、反射作用特点无选择性
（1）反射主体云和较大的颗粒尘埃。
其中云的反射作用最为明显。
（2）规律云层越厚，云量越多，反射作用越明显。
（3）所以，在夏季，多云的白天，气温不会太高，就是因为云的反射作用减少了到达地面的太阳辐射。
3、散射作用特点有选择性
当太阳辐射在大气中遇到空气分子或微小尘埃是，太阳辐射中的一部分表以这些质点为中心向四面八方散射开，从而使一部分太阳辐射不能到达地面。
散射作用有一定的选择性，空气质点有能力散射波长小于自身直。
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（ 散射 ）， A2更小的原因
是（ 大气吸收有选择性，对太阳辐射中能量最强的可见光
却吸收得很少 ）。
3、C1表示（ 大气吸收地面辐射 ），C1>A2说明了 （ 地面是大气的直接热源 ）。
4 、B1称为（ 大气逆辐射 ），有霜的夜晚B1（ 小 ）。
7、为什么拉萨昼夜温差特别大？
8、虽然赤道地区终年太阳高度较大，但它为什 么并不是全球太阳辐射强度最大的地区？
影响地面辐射的因素
1.纬度因素
太阳高度角越大， 等量太阳辐射分布 的面积越小，太阳 辐射越强。
同时太阳高度角越大 则经过大气的路程越 短，被削弱的越少， 到达地面的太阳辐射 就越多。太阳辐射越 强。
A．大气逆辐射弱
A
B．大气对地面辐射的吸收作用强
C．大气的反射作用强
D．大气的保温作用强
A A2
A1
B2 C2
B C1
读左图，回答问题：
1、A、B、C中表示短波辐射 是 （ A ） ，表示长波辐 射的是（ B、C ） 。
2、A1小于A的原因是 （大气对
B1
C
太阳辐射的削弱作用 ），具体
表现为（吸收）、（反射）、
大 气 的 热力 作 用
太
大气和地面 阳
反射的太阳 辐
辐射
射
宇宙空间 射向宇宙空间 的大气辐射
宇宙空 间 射向宇宙空间 大气上界 的地面辐射
大气吸 收的太 阳辐射
太阳辐射
大 大气吸收的
气
地面辐射
辐
大气射逆辐射
地面辐射
地面
“太阳暖大地” “大气还大地” “大地暖大气”
大气对太阳辐射的削弱作用
作用 参与作用的 光区(波长)范 作用特点 形式 大气成分 围
收
射，而是大气增温。
后
大气吸热增温，产生大气辐射。更多的大 气辐射向下射向地面，而对地面起到
支
保温作用。
2020/9/27
削弱作用（反射散射吸收） 白天
太 阳
太阳辐射
地 面
地面辐射 大气逆辐射
大 气
大气辐射
宇 宙 空 间
保温作用 夜晚
根据削弱作用和保温作用的原理解释一些生活现象：
1、日出前的黎明、日落后的黄昏，以及阴天，天空 为什么仍是明亮的？白天在树荫下，房间里，凡是 阳光不能直接照射的地方仍是明亮的？
太阳高度与受热面大 小.与太阳辐射经过大 气路程长短的关系图
2.下垫面因素
一般规律：颜色越浅的物体，其反射就越强、吸收就越 弱；颜色越深的物体，其反射就越弱、吸收就越强。陆 地表面的反射率高于海洋。
3.气象因素：
降水少、多晴天和空气稀薄的地区，大气对太阳辐射的 削弱作用比较弱，到达地面的太阳辐射强。
臭氧（平流层）
吸收 作用 水汽、二氧化
碳（对流层）
反射 作用 云层、尘埃
紫外线
红外线
各种波长 都被反射
散射 空气分子、 作用
微小尘埃
蓝、紫色光 呈 白色。云越厚，反射 能力越强 向四面八方散射 ， 有一定的选择性
大气对地面的保温作用
先 水汽和二氧化碳能强烈的吸收地面长波辐
2、为什么夏季多云的阴天的气温日较差会比晴天小？ （即白天温度不太高，夜晚温度不太低的原因）
3、月球表面白天温度172°C，夜晚温度零下 183℃ ？
4、蓝蓝的天上白云飘？（为什么晴天的天空是蓝色 的，云也是白色的？）
5、十雾九晴？（为什么晚秋或者寒冬晴朗的夜 晚易产生雾或者霜冻？）
6、秋冬季节华北农民会在田间地头制造人造烟 幕防御霜冻。
巩固练习 1、下列图示的四种情况，昼夜温差最小的是 B
陆地 A
海洋 B
陆地 C
2、主要由大气反射作用产生的自然现象是 A A．夏季天空多云时,白天气温不会太高 B．冬季多云的夜晚常比晴朗的夜晚温暖 C．晴朗的天空多呈蔚蓝色 D．日落后的黄昏,天空仍是明亮的
海洋 D
3.霜冻多出现在深秋或第二年早春晴朗的夜晚，这是因 为（ ）